Bài 29 định luật bảo toàn động lượng

Hệ kín Khái niệm hệ kín: Một hệ gồm nhiều vật được gọi là hệ kín khi: • Không có ngoại lực tác dụng lên hệ • Hoặc nếu có thì các lực ấy cân bằng nhau.. Định luật bảo toàn động lượ

CHÀO MỪNG CÁC EM ĐẾN VỚI BÀI GIẢNG HÔM NAY.

KHỞI ĐỘNG

Một người đang đứng ở trong một chiếc thuyền nhỏ đứng yên Tại sao thuyền bị lùi lại khi người đó bước lên bờ?

BÀI 29: ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG

NỘI DUNG BÀI HỌC

Định luật bảo toàn

động lượng

Va chạm đàn hồi và va chạm mềm

1 Định luật bảo toàn động lượng

1.1 Hệ kín

Khái niệm hệ kín: Một hệ gồm nhiều vật được gọi là hệ kín khi:

• Không có ngoại lực tác dụng lên hệ

• Hoặc nếu có thì các lực ấy cân bằng nhau

Lưu ý: Nếu trong quá trình tương tác, các nội lực xuất hiện lớn hơn các ngoại lực rất nhiều thì

có thể bỏ qua các ngoại lực và coi hệ là kín.

2 Va chạm đàn hồi và va chạm mềm

2.1 Va chạm đàn hồi

Thí nghiệm về va chạm đàn hồi: Dùng hai xe A và B giống

nhau, đầu mỗi xe gắn một quả cầu kim loại nhỏ.

Thí nghiệm 1: Cho xe A đang chuyển động với vận tốc , va

chạm với xe B đang đứng yên.

Thí nghiệm 2: Cho xe A đang chuyển động với vận tốc , va

chạm với xe B đang chuyển động với vận tốc

1.2 Định luật bảo toàn động lượng

• Biến thiên động lượng toàn phần của hệ bằng tổng các

biến thiên động lượng của mỗi vật:

=

• Biến thiên động lượng của hệ bằng 0, nghĩa là động lượng

toàn phần của hệ không đổi

= (không đổi)

• Định luật bảo toàn động lượng: Động lượng toàn phần

của hệ kín là một đại lượng bảo toàn.

Một hệ gồm hai vât có khối lượng lần lượt là và chuyển động với vận tốc có độ lớn là và hướng vào nhau Bỏ qua mọi ma sát và lực cản của không khí Viết biểu thức của định luật bảo toàn động lượng cho hệ này.

Trả lời

Biểu thức định luật bảo toàn động lượng của hệ là:

Chia lớp thành các nhóm, thực hiện nhiệm vụ:

Hãy tính động lượng và động năng của hệ trước và sau va chạm đàn hồi

(Hình 29.1)

Va chạm đàn hồi là va chạm mà

sau khi va chạm, các vật trong hệ

vật chuyển động tách rời nhau

Khái niệm

Tính chất

Trong va chạm đàn hồi, tổng động lượng, động năng của hệ trước và

sau va chạm bằng nhau

2.2 Va chạm mềm Thí nghiệm về va chạm mềm:

Dùng hai xe A và B giống nhau, đầu mỗi xe có gắn một miếng nhựa dính Cho xe A chuyển động với vận tốc vA = v tới va chạm với xe kia

đang đứng yên

Chia lớp thành các nhóm, thực hiện nhiệm vụ:

Hãy tính động lượng và động năng của hệ trong Hình 29.2 trước

và sau va chạm.

Khái niệm

Va chạm mềm xảy ra khi mà sau va chạm hai vật dính vào nhau và chuyển động với cùng vận tốc sau va chạm

Tính chất

Trong va chạm mềm, tổng động lượng trước và sau va chạm bằng nhau nhưng tổng động năng trước và sau

va chạm không bằng nhau Sau va chạm, tổng động năng bị hao hụt

Câu hỏi 3: Trong hình 29.3, nếu kéo bi (1) lên thêm một độ cao h rồi thả ra, con lắc sẽ rơi xuống và va chạm với hai con lắc còn lại Hãy dự đoán xem,

va chạm là va chạm gì Con lắc (2), (3) lên tới độ cao nào?

Đáp án

 Dự đoán:

• Va chạm này là va chạm đàn hồi

• Con lắc (2) sẽ đứng yên tại vị trí cũ, con lắc (3) lên

tới độ cao h Vì sau va chạm, động lượng và động năng của viên bi (1) sẽ truyền hết cho con lắc (2), sau đó con lắc (2) sẽ lập tức truyền hết động lượng và động năng cho con lắc (3), giúp con lắc (3) lên được độ cao h (tại vị trí B)

LUYỆN TẬP

1 Một vật có khối lượng m chuyển động với vận tốc 3 m/s đến va

chạm với một vật có khối lượng 2m đang đứng yên Sau va chạm, hai vật dính vào nhau và chuyển động với cùng vận tốc Xác định vận tốc của hai vật sau va chạm

Đáp án

Hệ 2 vật ngay khi va chạm mềm là một hệ kín

nên động lượng được bảo toàn:

Vì

2 Một quả lựu đạn đang bay theo phương ngang với vận tốc 10

m/s, bị nổ và tách thành hai mảnh có trọng lượng 10 N và 15 N Sau khi nổ, mảnh to vẫn chuyển động theo phương ngang với vận tốc 25 m/s cùng chiều chuyển động ban đầu Lấy g ≈ 10 m/s2 Xác định vận tốc và phương chuyển động của mảnh nhỏ

Đáp án

Khối lượng của hai mảnh là:

Hệ vật gồm hai mảnh của quả lựu đạn là hệ cô lập, nên động lượng của hệ được bảo toàn

• Trước khi nổ, hai mảnh của quả lựu đạn đều chuyển động

với vận tốc v0, nên hệ vật có tổng động lượng:

p0 = (m1 + m2)v0

• Sau khi nổ, hệ vật có tổng động lượng: p = m1v1 + m2v2

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ vật ta có:

p = p0 m1v1 + m2v2 = (m1 + m2)v0

Thay số ta tìm được:

Dấu (-) chứng tỏ sau khi nổ, vận tốc của mảnh nhỏ ngược

hướng với vận tốc ban đầu của quả lựu đạn

KHINH KHÍ CẦU

Câu 1: Chọn đáp án đúng nhất trong các đáp án sau? Hệ kín là:

B Là một hệ nhiều vật tác dụng lẫn nhau, khi không có ngoại lực tác

dụng vào hệ hoặc khi các ngoại lực cân bằng nhau

A Là một hệ nhiều vật tác dụng lẫn nhau, khi không có ngoại lực tác

Câu 2: Cho cân tại A, trung tuyến AM Gọi D là một nằm giữa A

và M Khi đó là tam giác gì?

D Trong va chạm mềm, tổng động năng của hệ được bảo toàn, tổng

động lượng của hệ tăng lên.

A Trong va chạm mềm, tổng động lượng của hệ được bảo toàn, tổng

động năng của hệ bị hao hụt

C Trong va chạm mềm, tổng động lượng của hệ được bảo toàn, tổng

động năng của hệ tăng lên

B Trong va chạm mềm, tổng động năng của hệ được bảo toàn, tổng

động lượng của hệ bị hao hụt.

Câu 3: Trong va chạm đàn hồi:

D Tổng động năng và tổng động lượng của hệ trước và sau va chạm

được bảo toàn

A Tổng động năng của hệ được bảo toàn, tổng động lượng của hệ bị

Câu 4: Một quả bóng khối lượng 0,5 kg đang nằm yên

thì được đá cho nó chuyển động với vận tốc 40 m/s Xung lượng của lực tác dụng lên quả bóng bằng

Câu 5: Một vật 2 kg rơi tự do xuống đất trong khoảng thời gian 2

s (lấy g = 9,8 m/s2) Độ biến thiên động lượng của vật trong khoảng thời gian đó là:

Tìm hiểu trước nội dung

bài mới

XIN CHÀO TẠM BIỆT

VÀ HẸN GẶP LẠI.